ابتكار تقني.. بطاريات مرنة تمنح الروبوتات القدرة على السباحة مثل الأسماك الحقيقية

الروبوتات المرنة تمثل قفزة نوعية في هندسة النماذج المستوحاة من الطبيعة، حيث كشفت دراسة أجراها باحثون من جامعة سنغافورة الوطنية عن تقنية مبتكرة تسخر المجالات المغناطيسية للتحكم في الحركة وتحسين كفاءة البطاريات المدمجة في آن واحد، مما يمهد الطريق لابتكار آلات ذاتية القيادة تعتمد على حلول طاقية متكاملة ومستدامة تحت ظروف تشغيلية متنوعة.

آلية دمج الطاقة والحركة داخل الروبوتات المرنة

يعتمد التصميم الهيكلي لهذا النوع من الروبوتات على بطاريات مرنة مكونة من ثاني أكسيد الزنك والمنغنيز يتم تغليفها بمادة السيليكون المرن وترتيبها بشكل عمودي متراص؛ حيث تمتد من الجوانب أجنحة مثلثة تتصل بمحركات مغناطيسية تستجيب للمؤثرات الخارجية لمحاكاة حركة سمكة المانتا الانسيابية. لاحظ الفريق البحثي أن المجالات المغناطيسية لا تكتفي بتحريك هذه الأطراف بل تمتد فعاليتها لتثبيت التفاعلات الكهروكيميائية، مما يحقق توازنًا فريدًا يجعل الروبوتات المرنة قادرة على إدارة الطاقة بكفاءة داخلية عالية دون الحاجة إلى أسلاك أو وحدات تحكم خارجية ضخمة؛ إذ تعتمد عملية الشحن والتفريغ على استقرار الروابط الذرية في شبكة أكسيد المنغنيز بفضل محاذاة دوران الإلكترونات.

تأثير القوى المغناطيسية على استدامة الروبوتات المرنة

تعمل قوة لورنتز الناتجة عن المجال المغناطيسي على إعادة توجيه مسارات أيونات الزنك داخل الإلكتروليت لضمان توزيعها بشكل متساوٍ عند المصعد، وهو ما يمنع نمو التشعبات المعدنية التي تؤدي عادة إلى قصر الدوائر وتلف الأجهزة. تقدم هذه التكنولوجيا حلولًا جذرية لعدة تحديات تقنية تشمل ما يلي:

• تحقيق التدفق الأيوني المنتظم داخل البطارية المرنة.
• تقليل مخاطر الترسبات المعدنية إبرية الشكل.
• تعزيز القدرة على تحمل الضغط والانحناء المتكرر.
• تقوية الروابط الذرية لمنع تدهور البلورات الكيميائية.
• ضمان استمرار إنتاج الطاقة في البيئات الديناميكية.

فاعلية العمل الميداني لنماذج الروبوتات المرنة

تتميز الروبوتات المرنة بقدرتها على إرسال بيانات حية عبر تقنية البلوتوث إلى أجهزة الحاسوب لتحليل المسارات واكتشاف العوائق بشكل فوري، حيث تتدخل خوارزميات التصحيح الذاتي لتعديل زوايا الميل والدوران التي قد تتأثر بالأمواج أو الاحتكاك الفيزيائي. يوضح الجدول التالي أبرز المكونات التي تدعم عمل هذا النظام المتطور:

تتجه الرؤية العلمية نحو تمكين الروبوتات المرنة من أداء مهام معقدة مثل فحص خطوط الأنابيب العميقة أو تقديم الدعم في العمليات الجراحية الدقيقة، وذلك من خلال دمج الذكاء الاصطناعي مع الأنظمة الطاقية والبيولوجية المبتكرة التي تعزز استقلالية هذه الآلات في البيئات الوعرة.